[发明专利]流体传感器及其检测流体的流动状态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对流体的流动状态进行检测的流体传感器。

背景技术

流体传感器要求将流体的流动状态或静止状态以电信号的形式输出，从而可以通过仪器检识该信号，并通过仪表显示出来，以达到自动检测、或在故障时自动报警的目的。

在流体检测领域，目前缺乏结构简单、并且可以有效地检测流体的流动状态的传感器。

传统的流量计用于测量流体的流量，尽管可用于检测流体的流动状态，但有明显的缺陷。其一，由于通常采用叶轮等转动部件作为检测器件，对于流速慢、粘度高的流体(例如润滑系统中油脂)的测量可靠性将大大降低；其二，此类传感器体积较庞大，对于狭小空间的应用场合，并不适合；其三，制造精度要求高，导致造价偏高，不适合低成本、大批量的应用。

另有一些流体传感器采用了柱塞式检测机构，一定程度地提高了检测灵敏度，但在应用中也存在着一些问题。比如存在被动复位结构(靠间隙溢流或靠小孔溢流)，对于流速慢、粘度大的流体，无法可靠检测，从而出现检测结果不可靠等问题。另外，为适应狭小的工作环境，也需要严格控制器件的体积。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种流体传感器，可以适用于任何流体(包括流速慢、粘度高的流体)，并能适应频繁的流动和静止切换，信号输出可靠。为此，本发明还要提供所述流体传感器检测流体的流动状态的方法。

为解决上述技术问题，本发明流体传感器包括：

壳体，其侧面具有一凹槽；其一端具有流体入口；其另一端具有流体出口；在壳体内部具有连接流体入口和流体出口的流道；所述流道包括连通的第一腔体和第二腔体，后者的截面积更大；

溢流阀，可滑动地固定于第二腔体中，包括溢流阀芯、溢流阀座及固定在两者之间的溢流弹簧；所述溢流阀芯和溢流阀座相接触；所述溢流阀芯的一部分的截面积大于第一腔体且小于第二腔体，溢流阀芯的该部分紧挨着第一腔体；所述溢流阀芯的另一部分穿过溢流阀座且突出在磁铁之外，该部分比磁铁更靠近限位螺栓；

磁铁，可滑动地固定于第二腔体中，且紧挨着溢流阀；

限位螺栓，设置在壳体具有流体出口的那一端；

复位弹簧，固定在磁铁和限位螺栓之间；

霍尔传感器，设置在壳体侧面的凹槽中。

所述流体传感器检测流体的流动状态的方法为：

初始状态下，溢流阀芯的一部分紧挨着第一腔体，溢流阀座与溢流阀芯相接触，磁铁与溢流阀座相接触；

当有流体从流体入口进入流道，流体的压力挤压着溢流阀芯运动，溢流阀芯又挤压着溢流阀座运动，溢流阀座挤压着磁铁运动，磁铁使复位弹簧压缩；

当溢流阀芯的另一部分接触到限位螺栓时，溢流阀芯停止运动；此时流体开始挤压溢流阀座，以及被压缩的溢流弹簧的弹性力，两者的结合迫使溢流阀座与溢流阀芯相分离；流体从溢流阀芯和溢流阀座之间的间隙流过，并经过磁铁旁侧、复位弹簧旁侧，从流体出口中流出；

当流体停止从流体入口中进入，在被压缩的复位弹簧的作用下，磁铁运动并挤压溢流阀座一起运动；在溢流弹簧的作用下，溢流阀芯和溢流阀座保持分离状态，并且溢流弹簧、溢流阀芯跟随溢流阀座一起运动；直至溢流阀芯的一部分紧挨着第一腔体；此时复位弹簧继续挤压磁铁和溢流阀座，使得溢流阀座和溢流阀芯相接触，磁铁停止运动；

在上述过程中，霍尔传感器通过检测磁铁的磁性信号的大小强弱而获知磁铁的位置，从而得知流体是否经过流道。

本发明流体传感器通过溢流阀这一结构使流体从流动状态到静止状态后，整个系统可以尽快恢复到初始状态，从而使传感器可靠地迎接下一次检测。其还具有体积小、易安装、成本低廉等特点。该流体传感器及其检测流体的流动状态的方法可以适应任何种类的流体，尤其适用于流速慢、粘度高的液体。

附图说明

图1是本发明流体传感器的一个实施例的剖面示意图；

图2是图1中溢流阀芯的放大示意图；

图3是图1中溢流阀座的放大示意图。

图中附图标记说明：

10为流体传感器；11为壳体；20为流道；20a为第一腔体；20b为第二腔体；21为流体入口；22为流体出口；30为溢流阀；31为溢流阀芯；311为溢流阀芯底部；312为溢流阀芯中间部；312a为倒角部位；313为溢流阀芯顶杆；32为溢流阀座；32a为倒角部位；32b为均压槽；33为溢流弹簧；41为磁铁；42为限位螺栓；43为复位弹簧；50为霍尔传感器。

具体实施方式